Canlıların çevreleriyle ve kendileriyle olan ilişkilerini ayrı ayrı ya da birlikte inceleyen bilim dalına Ekoloji denir. Çevre ise, canlıların neslini sürdürebilmesi ve yaşaması için gerekli olan ortamdır. Canlının metabolizması iklimden ağır gelirse, çevreye adapte olmuş sayılır. Bu durumun tersi olursa, seleksiyon ortaya çıkar. Bütün canlılar çevrenin etkisi altında kalır ve belli bir hayat düzeni kurarlar.
Bu düzenin sürekli olması, canlı ile çevre arasındaki enerji alış verişinin dengeli olmasına bağlıdır. Yerkürenin biyosfer katmanı, topografya ve enlem derecelerinin etkisiyle çok farklı koşullara sahip ortamlar içerir. Biyosfer, yerkürenin üst katmanlara doğru olan ve atmosferin katlarında bulunan bir kısımdır. Arazinin morfolojik yapısı ise topografya olarak tanımlanmaktadır. Canlılar bir ortama gittiklerinde, o ortamda eukos adı verilen konut edinirler. En iyi eukos ise ekosistemdir. Uygun yaşam ortamlarının kurulabilmesi için;
1-) Canlıların etkinlikleri ve ortamın koşulları
- Canlıların yayılma kabiliyeti: Tüm canlılar bir yolunu bulur ve yayılmayı başarırlar. Örneğin, bir yanardağ tüm adayı yok edebilir. Ancak bir süre sonra bitkiler yeniden büyür, kuşlar tekrar göç eder ve yerleşerek kendilerine ortam yaparlar. Canlıların yayılma yetenekleri de tıpkı böyledir.
- Ekolojik istekler: Bir yılda 4 mevsim ve 12 ay vardır. Canlının bu ortama ilk yerleştiği anda iklim elverişli olabilir, fakat canlı için kötü koşullar da yaşanabilir. Her canlının ayrı ayrı ekolojik isteği bulunmaktadır. Örneğin; kutup ayıları kutuplarda yaşarlar. Bunlardan birini ekvatora getirirseniz, yaşayamaz ve ölür. Ekvatorda yaşayan canlılarda kutuplarda barınamaz.
- Çevrenin ekolojik koşulları: Her canlı çevredeki ani değişikliklere karşı dayanıklı olmalıdır.
- Canlıların toleransı: Bu durum doğanın kanunudur. Ekolojik toleransı yüksek olan canlılar, varlıklarını nesiller boyu sürdürürler.
- Rekabetin gücü: Yaşanılan ortamdaki diğer canlılarla sürekli bir rekabet söz konusudur. “Güçlü olan sürekli yaşar” tanımıyla açıklanabilecek bir durumdur. Rekabetin olmadığı ortamlarda sürekli bir denge mevcuttur.
2-) Canlıların lokal veya coğrafi dağılışı
Çevre, bütün canlıların yaşayabildiği bir ortamdır. Çevrenin izin verdiği sürece yaşam oluşur. Ekolojik özellikleri aynı olan tüm canlılar makroklimatik bölgelere yerleşirler. Isı farklılığına toleransı olmayan ya da çok az olan canlılar ise mikroklimatik yerlerde dağılırlar. Mikroklimalar, makroklimaların olumsuzluklarını en aza indirmektedir.
3-) Canlıların dağıldıkları ortamdaki dinamizmi, varlığı ve miktarında görülen değişiklikler; Canlılar, pasif ve aktif olmak üzere iki çeşittir. Dinamizm olgusunda daima bir değişim gözlenir. Dinamizm değiştiği sürece canlının toleransına göre (metabolizmadan taviz vererek) yaşamına devam eder. Toleransı yüksek olan canlılar rekabete az girerler. Toleransı az olanlar ise yaşayabilmek için rekabete girerler.
4-) Biyosferde bulunan cemiyetler arasındaki ilişkiler
Canlıların ekolojik istekleri farklı olduğu için, Biyosferin bir ekosistemler topluluğu olduğu söylenebilir. Bahsedilen ekolojik istek ise, öncelikle ısıya sonra da besine bağlıdır. Sıcaklık olmazsa besin yakılamaz ve sonuç olarak fizyolojik açlık yaşanır.
5-) Canlıların yaşadığı ortamdaki adaptasyonu
Adaptasyon 2 farklı şekilde olmaktadır. Canlılar öncelikle kendi morfolojilerini değiştirirler ve sonra da fiziksel değişiklik yaparlar. Morfolojik olarak ilk yapılan iş; kutikulanın kalınlığını değiştirmek, daha sonra mum tabakası, tüy, stoma sayısı, suyu depolama ve son olarak da en büyük toleransı kullanarak boyda kısaltma yapar. Bu özellikler otsu bitkiler için geçerlidir. Odunsu bitkiler ise, boy kısalmasından ziyade hücre öz suyunu eğer soğuksa katılaştırır ve sıcaksa da akışkan bir hale getirir.
6-) Canlıların yetenekleri, davranışı ve uyumsal sorunları
Bu konuda atmosfer olayları oldukça fazla önem taşımaktadır. Canlılar, hava şartlarına karşı kendilerini nasıl ayarlayabileceklerini bilirler. Bunun nedeni ise havadaki manyetik dalgalanmadır.
7-) Ekosistemde bulunan popülasyonun dinamiği
İleriye doğru olan gelişimler daha dinamizmdir. Popülasyonlar ise ekosistemlerin bir parçasıdır.
8-) Flora, Fauna ve Biyosferdeki Ekosistemler
Biyosferi bir insan gibi düşünürsek, ekosistemleri de insanın hücreleri olarak açıklayabiliriz. Herhangi bir bölgede yaşayan bitkilerin sayısına flora, bitki türlerinden birinde yaşayan hayvan sayısına ise fauna denir.
9-) Doğanın enerji alışverişi ve madde durumu
Doğanın sürekli olarak aynı enerjiyi vermesi için, canlılarla iyi beslenmesi gerekmektedir. İklimde meydana gelen olumsuzluklar canlıları öldürebilir. Bu canlılar, doğanın beslenebilmesi için gerekli olan kimyasalları içermektedir.
Tüm bu konular ekolojinin araştırma alanına girer. Biyosferin basamaklarını farklı bilim dalları da araştırabilir çünkü her basamakta birden fazla bilim dalını ilgilendiren konular mevcuttur. Her bilim dalı bu faktörleri kendine göre ele alır ve inceler. Ekolojideki temel birim ekosistemdir. Ekosistem, dünyadaki bütün canlı ve cansızları kapsadığına göre, ekoloji diğer bilimleri de kapsamaktadır. Ancak onlara önce yön verir ve sonra da onlardan faydalanır. Bu sayede başta biyoloji olmak üzere bütün bilimlerin felsefesi olan ekoloji, tamamıyla bir ahlak bilimi olmaktadır.
Ekonomi terimiyle aynı kökten gelen “eko”, canlıların arasındaki ilişkilerin sınırını da çizer. Alman biyolog Haeckel, ekolojiyi “doğanın ekonomisini araştıran bilim dalı” şeklinde tanımlamıştır. Bunun nedeni ise, ekosistemin dengesi asla bozulmayan bir sistem olmasıdır. Buna rağmen, tüm ortamlarda bu dengenin bozulmaması için ekonomik olarak kullanılması şarttır. Diğer bir deyişle; doğru davranış için gerekli olan icraat, yaşadığı yerde ürettiği kadar tüketmek ve ahlaki davranışa uymak zorundadır. Hal böyle olunca, popülasyonun sosyobiyolojik tanımına da ters düşmez.
Görüldüğü gibi, ekolojik incelemeleri ağırlıklı olarak biyolojik veriler oluşturmaktadır. Nedeni ise, ekosistemlerin canlılar tarafından kurulan bir denge ortamı olmasıdır. Bahsedilen canlı ile çevre arasındaki ilişkilerde en önemli faktör ekonomidir. Herhangi bir ekolog ekolojinin tanımı için “yaşam birlikleri bilimi ya da toplumlar bilimi” kavramını kullanırken, başka birisi “hayvanların sosyolojisi ve ekonomisiyle uğraşan doğa tarihi” şeklinde tanımlayabilir. Ekonominin ekolojide ilk gündeme gelmesindeki neden, aslında insan değildir.
Bazen farklı canlılarında ekosistemi israf ettikleri oluyor. Bilhassa birkaç yıl sürebilen optimum iklim şartları ve yağışlar, aniden kuraklığa geçilince bu dönemdeki nüfusa yeterli besini sağlayamıyor ve sıkıntılar ortaya çıkıyor. Asıl problem, insanların sebep olduğu kıtlık dönemi sonucu ortaya çıkmaktadır. İnsanların ekosistemi bozmaları sonucunda, hem besin-birey ilişkisi hem de bu ilişkinin sürekliliği ortadan kalkmaktadır. Bu durum da, doğanın gücünün çalışmasını engellemektedir.
Ekosistemlerin boyutları prodüktivite yani verimine, canlıların türüne ve sayısına göre değişebilirken, bu etkenler de ortamın ekolojik durumuna göre değişmektedir. Çünkü ekosistemdeki enerji döngüsünü ve madde akışını sağlayan faktörler bunlardır. İnsan dışındaki diğer canlıların kontrolsüz nüfus artışı, uzun vadede ekosisteme yararlı bir durumdur. Çünkü arz-talep dengesinin bozulması sonucu, sistemdeki enerji döngüsü yeterli olamaz, zayıflayarak selekte halinde ve organik madde olarak fiziksel ortama geri iade edilir.
Bu durum, yaşanabilir bir çevre oluşumunu daha da zenginleştirecek ve uzun vadede nüfusun artmasına neden olacaktır. Yaşam düzeninin oluşumu ve bunun devamlılığı, çevre koşullarının canlının isteğine uygun olmasına ve diğer canlılarla arasındaki uyumlu ilişkiye bağlıdır. Herhangi bir ortamın veya ekosistemin hayvan ve bitkiler arasındaki bütün ilişkisi, besin zincirinin bir paylaşımı olacak ve bir müddet sonra dengeye ulaşacaktır. Bu dengeyi kuran tek etken ise rekabettir.